[发明专利]超声成像设备及超声设备中图像获取的方法

说明书

用于超声生物特征成像设备(100)中图像获取方法，该方法包括：确定(200)触摸表面(104)的目标区域(107)；由布置在触摸表面的外围的多个超声换能器(106)利用传送波束成形朝向目标区域发射(202)成形的超声波束；由超声换能器接收(204)由所接收的RF数据限定的反射超声回波信号，该反射超声回波信号是由于与在目标区域处接触触摸表面的对象的交互而产生的；从所接收的RF数据中减去(206)背景RF数据以形成干净图像；执行(208)接收侧波束成形以由干净图像形成重建图像；以及对于由于针对给定目标区域的多个发射的超声波束而产生的多个重建图像，将所述多个重建图像相加以形成求和图像。

技术领域

本发明涉及超声成像设备及超声设备中图像获取的方法。特别地，本发明涉及基于成像设备中的超声反射来形成图像。

背景技术

生物特征系统被广泛用作用于增加个人电子设备例如移动电话等的便利性和安全性的手段。特别地，现在在所有新发布的个人通信设备例如移动电话的大部分个人通信设备中都包括指纹感测系统。

电容式指纹传感器由于其卓越的性能和相对低的成本已经被用于绝大多数生物特征系统中。

在其他指纹感测技术中，超声感测也具有提供有利性能的潜力，例如从非常潮湿的手指获取指纹(或掌纹)图像的能力等。

一类特别令人关注的超声指纹系统是这样的系统，在所述系统中，沿着用户要触摸的设备元件的表面传送声学信号，并且基于所接收的声学信号来确定指纹(掌纹)表示，所接收的声学信号是由于设备构件和用户皮肤之间的界面与所传送的声学信号之间的交互而产生的。

例如，在US 2017/0053151中总体上描述的这样的超声指纹感测系统可以提供可控分辨率并且允许较大的可以是光学透明的感测区域，不存在指纹感测系统必须随感测区域成比例缩放的成本，并且从而使得超声指纹传感器能够集成到设备的显示器中。

然而，当前的解决方案难以利用全显示器内屏(full in-display screen)的大覆盖区域提供高分辨率指纹，这是因为难以应对和处理针对每个触摸事件生成的大量射频数据，并且从而难以应用所需的图像重建和匹配过程。

因此，需要利用超声技术进行大面积指纹成像的改进的方法和系统。

发明内容

鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的是提供一种使用波束成形超声生物特征成像设备中图像获取的改进的方法和系统。

根据本发明的第一方面，提供一种超声生物特征成像设备中图像获取的方法。该方法包括：确定触摸表面的目标区域；由布置在触摸表面的外围的多个超声换能器，利用传送波束成形朝向目标区域发射成形的超声波束；由超声换能器接收限定所接收的RF数据的反射超声回波信号，该反射超声回波信号由于与在目标区域处触摸触摸表面的对象的交互而产生的；从所接收的RF数据中减去背景RF数据以形成干净图像；执行接收侧波束成形以由干净图像形成重建图像；以及对于由于针对给定目标区域的多个发射的超声波束而产生的多个重建图像，将所述多个重建图像相加以形成求和图像。

本方法旨在当手指或手掌与触摸表面接触时获取生物特征例如指纹或掌纹的图像。触摸表面可以例如是智能电话、平板电脑等中的显示器盖玻璃的表面。然而，所描述的方法同样可以在其他设备中实施，例如交互式电视、会议桌、智能板、信息终端或者具有超声可以传播的透明或非透明盖结构的任何其他设备。由于换能器被布置在有源触摸表面的外围，因此所描述的方法也可以在例如商店、博物馆中的交互式店铺橱窗或展示柜中使用。在一些应用中，生物特征对象可以是用户的脸颊或耳朵。

形成成形的超声波束的步骤也可以被称为传送侧波束成形，其中，基于检测到的触摸表面的目标区域来进行波束成形。传送波束成形可以意指在传送步骤中使用多个换能器元件，使得通过调整相应换能器的传送延迟生成聚焦的、散焦的或未聚焦的超声波束并且朝向目标区域发射。